POW:金色薦讀 | 公鏈在Layer1的堅守和選擇

本文由金色財經記者王航于8月3日在金色財經首發，講述了公鏈在layer1做的各種嘗試，以及作者對layer1的理解。特此推薦。

上周，嘗試在一個擁有礦機的鏈上搭建節點，參與過程中把一個電腦主板當成服務器，通過WinSCP和PUTTY控制了這個具備存儲和計算的設備，連接了一個網絡主體，便開始在網絡中尋找需要打包的碎片打包。搭建結束后，筆者對鏈的主體、參與者都有了更深的理解。

正逢與Nervos基金會聯合創始人呂國寧和Blockstack中國區技術負責人高天堯前幾日共同討論了項目設計，Blockstack是一個純正的Layer1項目，而Nervos同樣在Layer1和挖礦生態上是堅守的，不過在Layer2做了必要的融合，為了闡述Layer1和公鏈整體的結構設計，特此成文，歡迎指正。

區塊鏈發展的這幾年間，我們對鏈的結構已經越發了解了，已知公鏈包含Layer0、Layer1、Layer2，這是大部分鏈做“解決方案”時會想到的部分。

把每層拆分來看，Layer0層代表的是基礎資源和通訊，Layer1層的共識決定了Layer0層的資源利用規則，所以把Layer0Layer1可以當成一體討論，也就是鏈上。Layer2是對鏈上的擴展，也是處理任務的重要部分。

在目前的技術條件下，一個公鏈，需要讓這三層網絡互相配合以提供出公鏈的能力。但從技術部分角度看，用去中心化的方式做好3層網絡，的確算是個具備挑戰性的事情。

Layer1的理解

前文提到Layer0Layer1被稱為鏈上，Layer0是通訊，Layer1的共識提供的是安全，最典型的代表就是PoW，業內對PoW的論證已有公論，PoW更公平更安全，可以利用PoW建立網路和礦機生態。

在討論前，我們仍舊需要問一個定義，公鏈是什么？

BTC減半倒計時｜金色財經挖礦收益播報:金色財經報道，據OKEx礦池數據顯示，下一次BTC減半日期預計為2020年5月14日，今天距此還有35天。BTC當前塊高624919，下一次減半塊高630000。

今日全網算力約105.28EH/s，全網難度約13.91T，預測下次難度14.67T（5.45%），距離調整還剩還有1天，今日BTC收益：0.00001808BTC/T/天。[2020/4/8]

如果用比特幣定義，公鏈是一個提供金融基礎設施的網絡，基于這個網絡的基礎設施，我們可以實現一些能力的拓展。我們看到的公鏈都是加密貨幣項目，也代表著濃濃的金融屬性，而金融的基礎是信任，比特幣網絡通過區塊鏈和PoW共識設計實現了信任，也就是我們理解的公平、透明、安全，在無需許可的設計下，變得足夠開放自由。

如果在比特幣上做延伸開發，依靠比特幣的算力和資源，就是把比特幣網絡的能力作為依托實現到業務里。

如果用以太坊定義。以太坊是要做世界計算機，他把比特幣一樣的網絡放進了以太坊網絡結構里，加入智能合約后，變成可編程的加密貨幣，讓本身作用單一的網絡增加了多樣性。這樣，公鏈開始具備適應各行各業各種場景的能力，鏈的公平公正、透明、安全、自由開發等特質不減。

那我們怎樣繼續定義公鏈。

鏈，是計算能力的集合，想要開發和應用，那必須要有計算能力，計算能力從哪里來？礦機或服務器。網絡安全從哪里來？規則，也就是協議。

我們所見的鏈里，PoW已經被驗證為足夠的安全合理，也就是可以實現可信。但安全、去中心化、可拓展性依舊是不可能三角。為了效率，一個純PoW的鏈不足以應對一切開發需求，就像比特幣不適合開發成各種網絡一樣。

所以要想各種辦法實現，本質上是既把PoW的好處留下，用PoW指代出的信任與安全、公正來作為鏈的標配能力，又向開發應用做一些妥協。

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但開發這件事與堅持PoW略有矛盾。堅持PoW共識的實現并不如PoS鏈那樣簡單高效。

對一個PoW鏈的堅持，最直觀的體現是在挖礦這件事上。PoW的出塊原理，代表著PoW鏈要做礦工生態。而選擇礦工生態，因為挖礦盤根錯節的關系，作為項目方，挖礦的原則，會讓自己束手束腳，并且如履薄冰。

Nervos挖礦生態的快速成長

在Layer1層的堅守，挖礦是必要的，因為這是建立一個去中心化網絡的必經之路。而想做挖礦，是件難事。近日筆者搭建的節點，雖是用簡單的硬件主板連接網絡的，但搭建過程繁復，引導用戶搭建節點這個過程讓創始團隊費盡心力，實屬不易。

而如果像比特幣挖礦一樣，做一個足夠有標準化的挖礦生態，其中的挑戰，用更準確的描述應該是“驚險”，就例如Nervos的礦業生態。

2019年5月，Nervos測試網上線，這是一個項目團隊夜不能寐的開始。

Nervos基金會聯合創始人呂國寧告訴金色財經記者，選擇挖礦這條路開始，網絡上線，就意味著要隨時面臨網絡遭受攻擊。“如果黑客突然攻擊你了，你能在一分鐘之內響應還是半小時內響應會起到關鍵作用，在一分鐘內響應，你能把錢追回來，如果半小時內響應可能錢已經轉走了。”

分析 | 金色盤面：ADA日線底背離形成:金色盤面綜合分析：近期市場波動較大，但是有些標的在底部走出頑強的下跌抵抗形態，ADA就是其中之一，從日線圖看出這里有比較明顯的底背離形成，而2、4小時的下降通道面臨轉軌，一旦形成上升通道，將對行情起到支撐作用，而日線的中軌是焦點，突破帶來的反彈會更有力。投資者應該理性看待市場波動，做好風險管理。[2018/9/19]

從結果上看，Nervos是成功的，據官方工具統計，測試網上線6個月，進行了約5期挖礦大賽，Nervos全網算力上漲160倍。

主網上線后，礦機經歷了CPU-GPU-FPGA-AISC的演變。呂國寧的判斷是：Nervos用6個月的時間，走完了別的網絡5年才能走完的歷程。

當然，當Nervos網絡接入的算力還沒有到達網絡穩定的閥值時，創始團隊就要不眠不休，要保證隨時可以維護網絡，呂國寧透露，為了達到隨時可以維護網絡，Nervos做了很多調整，例如技術團隊三班倒，保證每個時間段出現問題就有人可以解決問題。

更重要的是面對攻擊處理的整體把控，包含對攻擊要有完全清晰的預案。要在攻擊后了解網絡情況，要以最快的動作找到媒體發布消息，要找到算力合作方提快速修正網絡，找回正確的最長鏈。就是這樣Nervos從一個脆弱的網絡發展到一個強壯的網絡。

Nervos是一個信仰PoW和堅守PoW的團隊，項目以PoW共識搭建CKB網絡，然后再搭建Layer2層實現擴容。在CKB這一層是通過礦工生態建立的。主網上線6個月，網絡已經越過了顯卡礦機可以攻擊的臨界點。

得益于網絡算力的快速增加，呂國寧認為，以目前算力計算，即使調動目前在役的所有以太坊顯卡礦機，也無法對CKB發起51%攻擊。NervosCKB網絡目前出塊時間穩定在8-10秒左右，地址數量從主網上線時的4K增長到目前的40K，增長10倍，NervosDAO內，CKB鎖定總額突破85億。這是很多依靠挖礦生態建立網絡的項目在主網上線前的理想預測。

金色財經現場報道 越南數字貨幣研究專家杜戰：區塊鏈讓互聯網上的數據更安全:金色財經現場報道，在2018東南亞區塊鏈創新峰會上，越南資深投資者數字貨幣研究專家杜戰表示，互聯網出現以后，每個應用連接互聯網需要主機來鏈接，并需要云來存儲，但是我們的數據會被黑客所盜取，安全問題成為互聯網上主要的問題，區塊鏈技術出現在未來可以讓互聯網無需主機連接，讓我們的數據安全更加安全，不會被盜取。[2018/4/21]

網絡穩定后，Nervos生態也在穩步發展，2019年12月，Nervos推出NervosGrants計劃，設立3000萬美金基金池，為在CKB上開發的開發者提供資助。2020年5月，Nervos推出CKLabs計劃，幫助區塊鏈初創公司孵化構建dApp。截至目前，已有8個團隊獲NervosGrants計劃資助。

如何在挖礦生態堅守？

我們看到Nervos成功了，項目發展良好，也看到了項目在維護網絡這些事上的努力。但考驗創業者的最多的，還是在原則上。如何守住一個加密貨幣項目的原則，守住了就守住了Layer1以及區塊鏈的共識。

這還要從礦業的理解談起。

PoW需要真金白銀的，需要用礦工礦池去投入資源、能源和算力來去支撐一條網絡，整個過程是資本和收益的不斷博弈。

Nervos堅持的原則是：不當裁判、不當運動員，不能觸及礦工的利益。

作為一個加密貨幣項目方，隨著市場牛熊轉換，大多時候不得不考慮自身的利益，在挖礦這件事上，項目方更是掌握第一手信息，例如挖礦算法，網絡上線時間，參與規則等，可以占據挖礦的絕對優勢。

不僅如此，礦業中的供應商也會聞風而動，例如一些礦機生產商和芯片制造商，會利用供應鏈的需求來向項目方獲取一些優先的信息或者優先的合作，以在這個挖礦規則中占據優勢。項目方要抵抗投資礦機或者自建礦場挖礦帶來的利益誘惑。

金色財經訊:英國區塊鏈能源公司4NEW獲得2500萬美元融資，資金將用于建立首個廢物管理工廠試點和設備安裝。[2017/10/30]

呂國寧說到，“這和PoW的原則一樣，你必須要去努力維護鏈在競爭門檻上的一致性和安全性，所謂的一致性就是如果項目方參與到這個生意當中來，你承擔的風險、獲得的收益和其他人是一樣的，項目方參與也不能具備優勢。”

因此，Nervos把所有的做芯片的東西全部公開，項目方不做信息的不對稱，也絕對不參與進來。“我們雖然制定了規則，但是我們不想做裁判。而在規則定死的情況下，我們也不想做運動員，因為在我們制定的規則里面，我們可能會給自己制造出一些便利和優勢，只要我們參與進來做了運動員，我們會跟其他運動員競爭，那么我們也許有朋友，但是我們一定有敵人，一定有競爭對手。”呂國寧補充到。

當項目方徹底放棄這些，整個生態里的礦機廠商、芯片廠商、礦機銷售商服務商等全都會成為項目方的朋友。

在Nervos的“一碗水端平”的狀態下，反而贏得了更多的認同，主網上線后很短的時間內，有超過3家芯片制造商在制造Nervos的芯片，CKB礦機也快速上市。

這是一個目標與結果的正向對比。Nervos花了很大的精力，讓這個行業里面最頭部的那些人理解“Nervos在做什么”，而當頭部帶動市場給予了認可，成果顯著。不僅僅是礦業，礦池和主流錢包全部支持CKB。

呂國寧告訴筆者，到今天Nervos官方團隊和基金會沒有自己拿算力設備去挖過一枚CKB。

這些對礦工來說，既是信任的因素，也是市場萎靡的時候繼續挖礦的信心，礦工可以繼續挖礦，就代表著網絡的穩定基礎。

既要堅守還要開放

如果說給所有的鏈分類，種類最多的是PoS鏈，其次是PoW鏈，其他鏈還會使用變種的共識機制，其主要目的是讓鏈實現安全性，防止雙花。PoW鏈對抗雙花的能力在算力足夠多且分散的網絡中是有目共睹的。

此外，我們還要對鏈和應用的需求有一定了解，公鏈是資源的集合，而資源就是為了處理任務，一個公鏈面對的是將數據打包成塊，然后廣播給所有人的任務。處理任務，考驗的是資源或處理方式。一個巨量的任務需求，只有兩種解決方案：用更多資源處理，或提高固有資源的處理效率和處理時間。也就是讓更多資源參與處理，或者給固定的資源更長的時間處理。

這涉及兩種處理方式，一種就是我們熟知的分片，在這個角度上，以太坊的分片、跨鏈、側鏈、子鏈等都是分片的方式及變種。而另一種就是延時，對于處理資源有限的企業，傳統IT領域就有給予不同任務不同延時，讓任務分別在不同時間被依次處理的方案。例如因服務器的I/O值限制，通過對任務的延時分配，到了服務器端，足以降低至500tps以下，這是聯盟鏈常用的方式，對某些公鏈也是適用的。

據此，可以確定的是，為了安全性，守住對Layer1的去中心化堅持，必要的建立一個基于PoW網絡，或者找到可以保證安全性的網絡，然后再尋求其他的解決方案。

根據Nervos的設計，Nervos的鏈上，是CKB，是一個基礎知識庫，這個描述將鏈上被公開的數據了解為“公知”，而這樣的定義，很便于對上鏈的數據進行分層，而對于網絡處理任務的部分，使用多樣的Layer2處理方案是有必要的。目前Nervos在推進多種Layer2方案，包含有Layer2Muta方案，其類似substrate，是一個具備編程框架的開發工具，還包含LaepDap在推進的側鏈方案、首席架構師Jan推進的狀態通道研究以及安比實驗室在推進的零知識證明密碼學原語庫。

這就是我們前文所提及的，在保證PoW的堅持后，對應用角度要有一定的開放妥協。

對Layer2的設計，來實現擴容和擴展，是一個很好的方式，此外，利用高算力區塊鏈是可以保護一條鏈的安全性的。也就是可以直接依靠PoW鏈的安全能力，這很像Blockstack的1.0版本。

在Blockstack1.0的設計里，分為4層，第一層是身份層，是用戶的去中心化化身份；第二層是存儲層，采用和ipfs完全不同的策略，把用戶數據交給用戶自己來保管，數據標識上鏈，需要互相分享時通過工具鏈下通訊；第三層是路由層，是一條與比特幣網絡交互的網絡。第四層為應用層。

從設計上看，Blockstack1.0完全依靠比特幣網絡的算力的，可以理解為Blockstack是將比特幣網絡作為了Layer0，將Blockstack整體作為Layer1，并且Blockstack不準備應用Layer2的技術，而是將Layer1的部分設計盡可能高效。

這代表著幾個步驟：

減少上鏈部分、給予一些限定、提升效率

可以在幾個部分下手執行：

有效數據上鏈、大部分通訊不走鏈、自建語言改進執行效率

這就是Blockstack實現的方式：非明文上鏈、鏈下存儲、開發非圖靈解釋型語言Clarity。

Blockstack1.0的功能綜合起來，主要借助比特幣的算力，完成了一個基于身份層、存儲層的區塊鏈，在這個基礎上生態內已經開發了400余個應用。

其PoX共識略顯特殊性，是通過PoX讓礦工燃燒BTC獲得STX，然后質押STX，再收益BTC，這充分利用了比特幣網絡資源，Blockstack團隊則形容為利用比特幣這一類穩定的金融能源形成穩定的共識。

但隨著網絡需求的變化，需要更豐富的實現鏈上的數據共享，Blockstack正在從1.0升級到2.0，會擁有一個和比特幣網絡一樣的區塊鏈層，此外還會加入虛擬機，實現更多鏈上合約的數據調用。

可見，在Blockstack1.0的體系里，核心并非自建一條網絡，是選擇相信比特幣網絡，依靠比特幣的去中心化延伸出Blockstack1.0的DID、Gaia存儲等，在不選擇Layer2的技術角度看，這樣是另一種對Layer1的堅守。

理解Layer1的其他角度

理解Layer1更多的是理解共識，也就是理解項目發展的核心競爭力，面對市場，是理想與現實博弈，是困境與心智的博弈。

例如Nervos，以其項目來看，可以推出很多項目來獲取收益，但原則依舊，守住去中心化以及不觸及生態內更多的利益。

例如在Nervos的talk.note.org論壇，除了狀態通道外還有很多可以被商業化的技術和創意，例如可以做去中心化交易所基礎技術的opentrastraction。但官方團隊不能做這些，而是可以利用資助激勵社區內的第三方來做，資助且不占股份，只為了生態成長。

這是公平性的維護的概念，就像PoW鏈，雖然不能保證結果正義，但可以保證所有人的參與過程公平。

在Blockstack上則是依靠不參與治理且分散化權限，例如礦工和用戶的關系，礦工質押BTC獲取STX具備權益，然后抵押STX，再獲得BTC獎勵。這樣做的目標是激勵礦工完善網絡，而與用戶無關，用戶的數據調用并不參與到治理過程，也就不會因共識帶來的權益不均而在網絡中的能力不同。

這是制定規則與分離規則的兩種角度。更是加密貨幣團隊為了實現理想，在苦思冥想后的實現方式，時間戳一直向前，區塊高度不斷增長，理想最終是否實現，還要看鏈上的哈希被解密后是否有項目的“堅守”。

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